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防反接電路、防倒灌電路、過流保護電路

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發(fā)表于 2024-9-9 08:03:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
6 {, ?6 b( s$ L2 A- @+ e
點擊上方名片關(guān)注了解更多
- d: z( p* w; L& j4 K; d' V$ q: `
) j: K% h1 f) n" p  s; M) m4 \
防反接電路" \( _8 g+ V+ C4 M# t$ C: ^
常見的措施:
% j; F/ @6 |7 U* [, }7 b5 A  x1.通過機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 讓接線端子 正確接入時能匹配上,不正確時 匹配不上! E& G* s( t, z6 L
2.通過線的顏色做區(qū)分4 Q- N+ _& Q* \+ W0 K
3.通過電路的設(shè)計: J" {7 h2 e9 ^/ |- Y) E" h
& u7 S- }; V+ e( F5 J2 k
防反接電路匯總:
: L: C) l1 @6 T$ V
典型電路類型:
) i! d2 r& C( M, ?, v1.二極管防反接(不常用)
2 X2 N5 J% D( T5 D  Q* D' d" p二極管有 0.7的導通壓降 如果有大電流經(jīng)過的時候就會發(fā)熱 功率比較高。(一般選用 肖特基二極管導通壓降比較低  也要考慮反向電壓)* m) F* p  C" q
3 G- c" J& Z* V" M7 O+ d
3 n3 B( j, S& Y: Z! C

& T( A9 s/ b, W: Q. \4 l9 `2.保險絲和二極管(穩(wěn)壓二極管)防反接( t6 E: ~  G. D. H# K; V
二極管并聯(lián)到電路中。二極管要考慮導通電流和反向耐壓等參數(shù)
: O: A% t2 @' S
- U% l; H9 [! m" `& A! @6 O, q* l- L3 _8 v" r5 r
3.橋式整流電路看好電路圖的 電源和負載的兩端接哪
! ^' P& f  J; e' Q/ X3 T/ ~
  @7 }" m2 }) n5 u9 U( y* Q: C0 K  j1 a. G5 W
: |# J4 n8 |5 H/ ]2 x
) g4 b, N' Y. z& T

, u5 g; F* X) b) ]4 f! h( o# N: l0 O' ]% e
4.MOS管防反接(用得比較多的一種)PMOS:
7 n# O+ f/ }& X$ ~9 K在 PMOS 管防反接電路中,柵極那邊的兩個電阻主要起到限流和保護的作用。) }$ z' O* y! E) G0 Z: G

3 W! f3 E" O' M( w% x, C這些電阻的阻值通常根據(jù)具體的電路設(shè)計要求來選擇,一般需要根據(jù) PMOS 管的特性和工作電壓來確定。) r: E% D" k5 {7 w6 u
旁邊的二極管是一個穩(wěn)壓保護二極管 為了保護GS之間的電壓不會過高從而損壞二極管
. Y- ~$ t. S% K; U, S# F! G. |. T
( v0 W+ I/ ?2 }/ l0 V( p' e9 L6 O: C- \ 在電路分析中 pmos導通和體二極管無關(guān)。mos的源漏是相對的。對pmos,電壓高的是s,低的是d。正常上電時,3腳電壓高,所以這時3腳是s,g比s低,所以管子導通(圖中的D S應該反過來)。9 F, ^" w8 N4 V, K; t# i" W7 w; J

  Q/ L3 ?& w, J) D
( ~9 ?  G: d2 Q' V+ v4 }8 a) x1 l$ h8 t. M
NMOS. g, E3 {( ?$ B- e% ~, ], D6 W% C% z# C
NMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS導通 形成回路; g% o) k+ t9 P
                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不導通  形成不了回路
0 F; `2 ~! A) i! n- f& N% O
7 \1 ?, r2 m: i7 z5 K* d
* }- Y4 c0 C$ \" U/ K; V# Z
  Y# F  [2 ]! D8 m& Z" I5 N  x' |8 Y7 A
7 r/ m( X; e/ H/ |- B . ^# g' u7 \3 w3 l7 X8 C
0 G; T6 E* A. p# l. U: W6 D
" h  d) F; A9 A6 s9 R7 {2 a; x
0 v. o5 S; h! U, t- |2 C# x

- v2 r5 {: V9 M/ N6 a8 X. ~/ ?3 D
防倒灌電路
( Q) Q6 g, s! e6 S7 y6 ^- a
什么是倒灌?" S1 a! N8 n% l& X! q* Q
1.開關(guān)電源給負載供電, 如果負載是電池或者其他感性負載(比如像 電機 有線圈 當電源突然斷掉時 會產(chǎn)生感應電動勢)時, 當220V斷掉的時候,可能會出現(xiàn) 電池反向給開關(guān)電源 的 輸出端 供電,導致開關(guān)電源的一些莫名損壞。9 P; j& w' h  y3 W) n1 i
2.系統(tǒng)在不同的 輸出電壓 之間 切換時,會存在高壓電壓倒灌到低壓電壓源中。關(guān)注@電路一點通4 V9 {/ w: s' Q! G
例如:系統(tǒng) 有兩個電源供電 比如 一個電池 一個 充電器 充電器的電壓一般會高于電池 如果沒有防倒灌的電路 可能充電器的電壓會直接倒灌給電池 造成電池的損壞。  g- O( I) M) {" A5 H' d
8 L0 p% `4 n( e* @- y

9 f9 ~& c0 Y/ b4 z1 Y7 g$ q1.二極管串聯(lián)防倒灌電路:
, {& O& M7 Z- g# W5 s 該電路  二極管選型要 選取電源 額定輸出電流的(5-10)倍 并且可以加 散熱片。
/ l( M- z7 O2 b$ A3 Q& z/ ^" Q 3 Z- N9 N8 A( M: q: j

, X  w1 R9 j( Y$ E3 \% m  V2.雙MOS組成的防倒灌電路4 S) }2 Y- X1 B4 f6 j- v
電路分析:* t  v6 @9 A& H& K0 [# D- w
正常情況下(無電流倒灌)  ON/OFF接口可以進行IO口控制也可以直接通過VIN控制,
" |; C* d& m. r1 e( _9 r8 P所以這次就以 VIN的有無 來控制  VIN輸入電壓到三極管,三極管導通(基極電壓大于發(fā)射極),由于三極管下連的是地,所以 PMOS管的柵極電壓為0, Vgs=-Vin 所以導通 所以 兩個PMOS管導通。1 k9 i7 e. F6 y% o- ~

  @+ K2 B5 S; ^) B$ ?# q6 l0 a- H: N' H: z
當輸入電壓突然沒有的時候, Vin沒有 所以 三極管Vb=0  Vbe' P1 C8 Y4 A. S: \' [3 d# m7 N

9 g5 V7 d6 l9 t1 ?0 X& p" S# r0 W
/ |! q; L2 B% G" m' B
! w9 k' N  X$ D& ]$ M 5 H% `, O/ r& o2 E& N. m" J) K

  {. t  c: C. N4 W) Q" s$ t9 H" x% R9 t) \2 G6 }3 o" n5 Y; _
! a. t! Z3 |4 C3 G- k

( s8 X0 g( `5 k7 Z$ J3.雙MOS組成電源自動切換電路(前提 VCC>電池電壓)" I( K: _& w6 w' w. i
Bat Charge 為電池電壓. I$ _* |/ l. b7 l6 e
VCC為系統(tǒng)電壓
. z6 D: Z  }0 s4 z當只用電池電壓供電時:
" K" `0 w( \7 J' y* Y, `/ t6 LMOS管Q9 柵極g為0V  源極S Vs=V電池 Vgs=-V電池 PMOS導通 Q9導通了 Q10也導通了 ,然后給到 單片機VCC_mcu。! o% k- {$ [( I9 V  ?' Y
只有VCC時:
0 O2 f+ U8 {" U% W; V2 p通過LDO Vout 通過二極管給到MCU進行供電   Q9和Q10的G都是Vout的電壓 所以不導通。VCC_MCU=Vout-二極管的壓降關(guān)注@電路一點通  x) Q( V% L6 R5 `5 y7 d
當VCC和電池同時供電時:
5 V# E! K5 l: C4 e: E& y# {* r) GQ9柵極電壓為VCC  對于MOS管 Vgs=Vout-V電池  所以MOS管不導通, Q10 g極 Vg=Vout  Vs=Vout-V二極管   Vgs>0 所以也截止 。$ @: K2 i5 u  d. U  L- l  x5 }

8 @  N9 v# ~6 d. [( D" Z4.雙三極管鏡像電路防倒灌5 L1 A/ S5 k/ N! H
Vin 經(jīng)過三極管 由于是PNP三極管  Vb連接地=0V Ve=Vin 所以三極管Q6導通  導通之后就會有管壓降 所以 Vb的電壓=Vin-0.6V   Q7 Ve=Vout-0.6V 需要滿足 Ve>Vb 三極管Q7才會導通 但Vout會大于Vin  所以會是截止的。6 E. y+ j- T6 ^  S- Q9 _
正常工作時 Q5 Q6導通 Q7不導通 , 當出現(xiàn)倒灌時 Q5 Q6不導通 Q7導通  5 ^' i1 j2 A: ^! N- b" \4 \
8 Z0 Y: P, w: l" {3 Z
過流保護% N5 {0 G3 `6 o/ j( B+ J8 |
ESP:靜電放電(一般在芯片內(nèi)部電路)! g" t/ T" I9 W; U2 O4 f  X2 ~+ g/ v
ESD相關(guān)概念及模型
, T2 `' S  S' [  h/ z0 {
6 P/ `( F# X( e4 \
8 R4 x) I% |8 ~+ p7 T
9 C8 _5 S- U: p5 O) R人體放電:人體帶的電荷  然后觸碰芯片管腳, 芯片其他管腳正好有個接了地 產(chǎn)生電流 損壞芯片
3 a; Z/ [* ?  N7 o- d機器放電模式:機器觸碰芯片的時候,  帶電金屬體 觸碰芯片, \" |8 t: V8 B$ _
元件充電:芯片可能在搬運啥的過程中  本身 被充電了 當夾具夾住的時候可能就通過夾具釋放出來了
1 y( l& r6 N$ k1 L/ ^2 j  d5 i
5 V8 j4 Q8 ~0 t* S/ l" K' G! o  Q: x' Y- x
ESD保護概念! @. ?; \5 X- ^9 S% ?
在芯片內(nèi)部 提供ESD的電流路徑 以免ESD放電的時候 靜電電流流入芯片內(nèi)部對芯片造成傷害 從而保護電路# N- @  I( [! i* G8 F9 n
下圖 PAD可以當做芯片引腳 如果沒加保護電路, 以人體放電為例,手碰到了 PAD1 PAD2接地 電流直接沿著紫色虛線的方向走從PAD1到PAD2,直接燒毀芯片。  w: {1 V: m  \) [
藍色的這些都是ESD保護 這些電路能在發(fā)生ESD的時候 能瞬間導通 把電流引導出去 且是可逆的 不會被靜電所損傷
1 ]4 D% P% U* E! m
3 y4 [: `' L% o; F1 m7 R7 @' M$ h
9 o- [) h0 j1 {" D2 }+ r2 w9 ^3 o9 R  Y( I. ~
ESD保護示例* z3 l0 `" X! y+ ~

% a- y9 e' D! m& R* Y5 j利用二極管(齊納二極管)的正向?qū)ê头聪驌舸┨匦钥蓪崿F(xiàn)最基礎(chǔ)的ESD保護電路
0 Q8 e2 v' }( O如果來了ESD PAD1和PAD3形成回路
5 k' c6 l4 H9 Q9 W% p& s: j8 [) w5 Q" _. v* K

6 E$ @" w3 u+ m. M7 z, ?2 l3 E
: ?* q7 L* F9 G8 c
6 B7 Q# |& [; j+ ^& T9 E3 O* F  A7 u& `- z% }( ]; \
聲明:
& Z# ]3 b3 v  b6 n! E聲明:文章來源網(wǎng)絡。本號對所有原創(chuàng)、轉(zhuǎn)載文章的陳述與觀點均保持中立,推送文章僅供讀者學習和交流。文章、圖片等版權(quán)歸原作者享有,如有侵權(quán),聯(lián)系刪除。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術(shù)咨詢 請加微信:woniu26a推薦閱讀▼
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: o( b$ J  F3 r4 I. s
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